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高教版(2021·十四五)基础模块 下册6.3 两条直线的位置关系优质导学案
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要点梳理
知识点一 两条直线(不重合)平行的判定
知识点二 过一点与已知直线平行的直线方程
(1)由已知直线求出斜率,再利用平行的直线斜率之间的关系确定所求直线的斜率,由点斜式写方程;
(2)可利用如下待定系数法:与直线Ax+By+C=0平行的直线方程可设为Ax+By+C1=0,再由直线所过的点确定C1.
知识点三 两条直线的交点坐标
(1)求法:两直线方程联立组成方程组,此方程组的解就是这两条直线的交点坐标,因此解方程组即可.
(2)应用:可以利用两直线的__交点个数__判断两直线的位置关系.
一般地,将直线l1:A1x+B1y+C1=0和直线l2:A2x+B2y+C2=0的方程联立,得方程组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0)).
当方程组__有唯一__解时,l1和l2相交,方程组的解就是交点坐标;
当方程组__无__解时,l1与l2平行;
当方程组__有无数组__解时,l1与l2重合.
知识点四 两条直线垂直
如果两条直线都有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于__-1__;如果它们的斜率之积等于-1,那么它们__互相垂直__.
[归纳总结] 当直线l1⊥直线l2时,可能它们的斜率都存在且乘积为定值-1,也可能一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0;较大的倾斜角总是等于较小倾斜角与直角的和.
知识点五 距离公式
1、两点间的距离公式
一般地,设、为平面内任意两点,
、之间的距离
2、点到直线的距离公式
点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=__eq \f(|Ax0+By0+C|,\r(A2+B2))__.
3、两条平行直线间的距离
一般地,已知两条平行直线l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0(C1≠C2).设P(x0,y0)是直线l2上的任意一点,则Ax0+By0+C2=0,即Ax0+By0=-C2,于是P(x0,y0)到直线l1:Ax+By+C1=0的距离d=eq \f(|Ax0+By0+C1|,\r(A2+B2))=eq \f(|C1-C2|,\r(A2+B2)).
此式就是两条平行直线l1与l2间的距离公式.
题型探究:
考点一 两直线平行的判定
例1. 下列说法中正确的有( )
①若两条不同直线的斜率相等,则两直线平行;
②若,则;
③所有的直线都有倾斜角;
④若两条直线的垂直,则它们的斜率之积为-1.
A.1个B.2个C.3个D.4个
【答案】B
【分析】对于①,根据斜率的定义进行判断;对于②,举出反例;对于③,根据倾斜角定义得到③正确;对于④,举出反例.
【详解】对于①,若两条不同直线的斜率相等,则两直线平行,正确;
对于②,若,但可能斜率不存在,此时不能得到,错误;
对于③,所有的直线都有倾斜角,正确;
对于④,若两条直线中,一条直线斜率为0,另一条没有斜率,也满足垂直关系,但不满足它们的斜率之积为-1,错误.,
故正确的个数为2.
故选:B
例2. 判断下列各小题中的直线l1与l2是否平行:
(1)l1经过点A(-1,-2),B(2,1),l2经过点M(3,4),N(-1,-1);
(2)l1的斜率为1,l2经过点A(1,1),B(2,2);
(3)l1经过点A(0,1),B(1,0),l2经过点M(-1,3),N(2,0);
(4)l1经过点A(-3,2),B(-3,10),l2经过点M(5,-2),N(5,5).
[分析] 斜率存在的直线求出斜率,利用l1∥l2⇔k1=k2进行判断,若两直线斜率都不存在,可通过观察并结合图形得出结论.
[解析] (1)k1=eq \f(1--2,2--1)=1,k2=eq \f(-1-4,-1-3)=eq \f(5,4),k1≠k2,l1与l2不平行.
(2)k1=1,k2=eq \f(2-1,2-1)=1,k1=k2,故l1∥l2或l1与l2重合.
(3)k1=eq \f(0-1,1-0)=-1,k2=eq \f(0-3,2--1)=-1,则有k1=k2.
又kAM=eq \f(3-1,-1-0)=-2≠-1,则A,B,M不共线.故l1∥l2.
(4)由已知点的坐标,得l1与l2均与x轴垂直且不重合,故有l1∥l2.
【归纳提升】两直线平行的判定及应用
1.判定两直线是否平行时,应先看两直线的斜率是否存在,若都不存在,则平行(不重合的情况下);若存在,再看是否相等,若相等,则平行(不重合的情况下).
2.若已知两直线平行,求其参数值时,也应分斜率存在与不存在两种情况求解.
【变式】1. 直线与直线的位置关系是( )
A.平行B.相交C.重合D.异面
【答案】A
【解析】由斜率和纵截距判断.
【详解】直线方程化为,直线斜率为2,纵截距为,
直线方程化为,直线斜率为2,纵截距为,
两直线斜率相等,纵截距不相等,两直线平行.
故选:A.
2. 已知直线l1:x+my-2m-2=0,直线l2:mx+y-1-m=0,当时,m=
【答案】1
【分析】根据两直线平行的判定方法即可求得结果
【详解】因为,且斜率一定存在,所以,即,
又因为,为两条不同的直线,所以,所以
故答案为:1
考点二 两直线的交点问题
例3. 直线x-y+2=0与x+y-2=0的交点坐标是( )
A.(0,2)B.(2,0)C.(1,1)D.(-1,1)
【答案】A
【分析】联立方程组进行求解即可求出直线的交点坐标.
【详解】由,得,即交点坐标为(0,2).
故选:A.
例4.两直线和的交点为 .
【答案】
【分析】
联立两条直线的方程可得交点.
【详解】由题意可得,解得,
交点坐标为.
故答案为:
【归纳提升】 两条直线相交的判定方法:
(1)两直线方程组成的方程组只有一组解,则两直线相交;
(2)在两直线斜率都存在的情况下,若斜率不相等,则两直线相交.
【变式】1.已知直线,则与的交点坐标是( ).
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】联立两直线方程,解方程即可得出交点的坐标.
【详解】由题意知,
,
所以两直线的交点为,
故选:A
2. 一次函数与的图象的交点坐标是 .
【答案】
【分析】将一次函数的解析式联立起来,解方程组即可.
【详解】联立次函数的解析式可得:,解得,于是图象的交点坐标为.
故答案为:.
考点三 两条直线垂直关系的判断
例5. 判断下列各题中的直线l1、l2是否垂直:
(1)l1经过点A(-1,-2)、B(1,2),l2经过点P(-2,-1)、Q(2,1);
(2)l2经过点A(3,4)、B(3,6),l2经过点P(-5,20)、Q(5,20);
(3)l1经过点A(2,-3)、B(-1,1),l2经过点C(0,-1)、D(4,2).
【解析】 (1)直线l1的斜率k1=eq \f(2--2,1--1)=2,直线l2的斜率k2=eq \f(1--1,2--2)=eq \f(1,2),因为k1·k2=1,所以l1与l2不垂直.
(2)直线l1的斜率不存在,直线l2的斜率k2=eq \f(20-20,5--5)=0,所以l1⊥l2.
(3)直线l1的斜率k1=eq \f(1+3,-1-2)=-eq \f(4,3),直线l2的斜率k2=eq \f(2--1,4-0)=eq \f(3,4),因为k1·k2=-1,所以l1⊥l2.
【归纳提升】两条直线垂直的判定条件:
(1)如果两条直线的斜率都存在且它们的积为-1,则两条直线一定垂直;
(2)两条直线中,如果一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率为0,那么这两条直线也垂直.
【变式探究】1.已知直线与直线互相垂直,则m为( )
A.B.1C.D.2
【答案】C
【分析】根据两直线垂直的一般式的结论即可得出答案.
【详解】两直线垂直,则有,即,解得.
故选:C
2.已知直线的斜率,直线的斜率,则与( )
A.平行 B.垂直 C.重合 D.非以上情况
【答案】B
【详解】根据斜率乘积为-1,可知两条直线垂直
故选:B
考点四 平行、垂直的应用
例6.过点且与直线平行的直线方程是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】设所求直线方程为,将点的坐标代入所求直线方程,求出的值,即可得解.
【详解】设过点且与直线平行的直线方程是,
将点的坐标代入直线的方程得,解得,
故所求直线方程为,即.
故选:A.
[归纳提升] 过一点与已知直线平行(垂直)的直线方程的求法:
(1)由已知直线求出斜率,再利用平行(垂直)的直线斜率之间的关系确定所求直线的斜率,由点斜式写方程;
(2)可利用如下待定系数法:与直线Ax+By+C=0平行的直线方程可设为Ax+By+C1=0,再由直线所过的点确定C1;与直线Ax+By+C=0垂直的直线方程可设为Bx-Ay+C2=0,再由直线所过的点确定C2.
例7.过点且与直线垂直的直线方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据两直线互相垂直可得所求直线的斜率,利用直线的点斜式方程即得.
【详解】由直线可得其斜率为:,则与其垂直的直线斜率为,
故过点且与直线垂直的直线方程为,即:.
故选:C.
【变式探究】1. 经过点,且与直线平行的直线方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】求出直线斜率,利用点斜式写出直线方程即可.
【详解】直线斜率为,
故经过点,且与直线平行的直线方程为,
整理得.
故选:B.
2. 过点且与直线垂直的直线方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根据直线垂直满足的斜率关系,即可由点斜式求解.
【详解】直线的斜率为,所以与直线垂直的直线斜率为,
故由点斜式可得,即,
故选:B
考点五 点到直线的距离公式
例8. 原点到直线间的距离是( )
A.B.C.1D.
【答案】A
【分析】利用点到直线的距离公式直接求值即可.
【详解】原点到直线间的距离是:.
故选:A
例9. 已知点到直线的距离为2,则 .
【答案】
【分析】根据点到直线的距离公式即可求解.
【详解】由题意可得,
故答案为:
[归纳提升] 1.求点到直线的距离,首先要把直线方程化成一般式方程,然后再套用点到直线的距离公式.
2.当点与直线有特殊位置关系时,也可以用公式求解,但是这样会把问题变复杂了,要注意数形结合.
【变式探究】1. 已知点,直线:,则点到直线的距离为( )
A.1B.2C.D.
【答案】D
【分析】利用点到直线的距离公式计算即可.
【详解】已知点,直线,则点到直线l的距离,
故选:.
2.已知直线过原点,且点到直线的距离为1,则直线的斜率 .
【答案】0或
【分析】对直线的斜率分类讨论,再利用点到直线的距离公式即可得出.
【详解】当直线的斜率不存在时,即为轴,不满足条件,舍去.
直线的斜率存在时,设直线的方程为,
点,到直线的距离为1,
,
化为,
解得或.
故答案为:0或.
考点六 求两平行直线的距离
例9. 两条平行直线和间的距离为,则,分别为( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】D
【分析】根据两直线平行的性质可得参数,再利用平行线间距离公式可得.
【详解】由直线与直线平行,
得,解得,
所以两直线分别为和,即和,
所以两直线间距离,
故选:D.
例10. 若: 与 :平行,则 .
【答案】3
【分析】根据两直线平行的条件列方程,解方程得到m的值,将m的值代入方程验证即可.
【详解】因为直线: 与 :平行,
所以,解得,
将代入两直线方程,得: , :,两直线平行.
故答案为:3
[归纳提升] 求两平行直线间距离的两种思路:
(1)转化为求其中一条直线上任意一点到另一条直线的距离.
(2)利用两条平行直线间距离公式d=eq \f(|C1-C2|,\r(A2+B2)).
【变式】1.两条平行直线:,:之间的距离是( )
A.1B.C.D.2
【答案】B
【分析】利用平行直线间的距离公式即可得解.
【详解】因为:,:,
所以它们之间的距离为.
故选:B.
2. 已知直线与直线平行,则与之间的距离为
【答案】/
【分析】利用两直线平行的条件及两直线平行间的距离公式即可求解.
【详解】由.
所以直线:
所以与之间的距离:
故答案为:
素养作业
1. 下列说法中,正确的个数为( )
①若两条直线的斜率相等,则这两条直线平行;
②若两条直线平行,则这两条直线的斜率相等;
③若两条直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则这两条直线相交;
④若两条直线的斜率都不存在,则这两条直线平行.
A.1B.2C.3D.4
【答案】A
【分析】根据直线平行和斜率之间的关系分别判断即可
【详解】若两条直线的斜率相等,则这两条直线平行或重合,所以①不正确;
若两条直线都垂直于x轴,则这两条直线的斜率都不存在,所以②不正确;
若两条直线的斜率都不存在,则这两条直线平行或重合,所以④不正确;显然③正确.
故选:A.
2. 直线和的位置关系是( )
A.平行B.相交但不垂直C.垂直D.不能确定
【答案】B
【解析】根据两直线的方程求出各自的斜率,然后斜率的关系进行判断即可.
【详解】由,因此该直线的斜率为:.
由,因此该直线的斜率为:,
因为,所以这两条直线相交但不垂直.
故选:B
3. 过点和点的直线与轴的位置关系是
A.相交但不垂直B.平行C.重合D.垂直
【答案】B
【解析】根据两点纵坐标相同即可判断出位置关系.
【详解】两点的纵坐标都等于 直线方程为:
直线与轴平行
本题正确选项:
4. 已知点,若直线与直线垂直,则实数( )
A.B.2C.3D.4
【答案】B
【分析】根据垂直直线的斜率关系,结合斜率公式即可求解.
【详解】直线的斜率为:,
因为直线与直线垂直,
所以,解得:.
故选:B.
5.已知直线,,若,则实数( )
A.2B.C.D.
【答案】C
【分析】由两直线垂直的关系求解.
【详解】因为,所以.
故选:C
6.点且与直线平行的直线方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【分析】与直线平行,计算出斜率,用点斜式写出直线方程即可.
【详解】直线的斜率为-2,所以所求直线的方程为,
即.
故选:A.
7. 过点且与直线垂直的直线方程是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】根据垂直关系设出直线方程为,代入点的坐标,求出答案.
【详解】与直线垂直的直线方程可设为,
将代入可得,解得,
故过点且与直线垂直的直线方程为.
故选:B
8.已知点,,且,则a的值为( )
A.1B.C.或D.1或
【答案】D
【分析】根据两点间的距离公式即可求出答案.
【详解】由两点间的距离公式,可得,解得或.
故选:D.
9.两平行直线和之间的距离为( )
A.B.2C.D.3
【答案】A
【分析】利用平行线间距离公式计算即得.
【详解】平行直线和之间的距离.
故选:A
10.若直线与直线垂直,则的值为 .
【答案】
【分析】由两直线垂直的条件求解.
【详解】结合题意:由两直线垂直可得:解得:.
故答案为:.
11.点A(1,2)与点B(2,3)之间的距离|AB|= .
【答案】
【分析】直接利用两点间的距离公式计算得到结果.
【详解】由两点间的距离公式得.
12. 已知点到直线的距离为,则 .
【答案】或
【分析】利用点到直线的距离公式可得出关于实数的等式,即可解得实数的值.
【详解】由点到直线的距离公式得,得或.
故答案为:或.
类型
斜率存在
斜率不存在
前提条件
α1=α2≠90°
α1=α2=90°
对应关系
l1∥l2⇔__k1=k2__
l1∥l2⇔两直线的斜率都不存在
图示
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